A csiszolókorongok csiszolási teljesítményének szabályozása vegyes szemcsés csiszolóanyagokkal

A köszörülés olyan megmunkálási folyamat, amelyben egy csiszoló csiszolókorongot (GS, az 1. ábra szerint) használnak az anyagok bizonyos forgási sebességgel történő eltávolítására [1]. A csiszolókorong csiszolóanyagból, kötőanyagból, töltőanyagokból és pórusokból stb. áll. Ebben a csiszolóanyag a vágóél szerepét tölti be a csiszolási folyamat során. A csiszolóanyag szívóssága, szilárdsága, törési viselkedése, geometriája jelentős hatással van a csiszolókorong köszörülési teljesítményére (csiszolási kapacitás, megmunkált munkadarab felületi integritása stb.) [2, 3].

1. ábra.A tipikus csiszolókorongok vegyes szemcsés csiszolóanyaggal.

Az F14-F30 szemcsésségű cirkónium-oxid (ZA) szilárdságát teszteltük. Az elkészített GS-ben az F16 vagy F30 csiszolóanyag-tartalmát öt fokozatra osztották a magastól az alacsonyig: ultramagas (UH), magas (H), közepes (M), alacsony (L) és extrém alacsony (EL). Azt találtuk, hogy a ZA F14, F16 és F30 Weibull nyomószilárdsága 198,5 MPa, 308,0 MPa és 410,6 MPa volt, ami azt jelzi, hogy a ZA szilárdsága nőtt a csiszolószemcse méretének csökkenésével. A nagyobb Weibull-modulusmkisebb diverzitást jeleztek a vizsgált részecskék között [4-6]. Amaz érték a csiszolóanyag szemcseméretének csökkenésével csökkent, ami azt mutatja, hogy a csiszolószemcse csökkenésével a vizsgált csiszolóanyagok közötti diverzitás nőtt [7, 8]. Mivel a csiszolóanyag hibasűrűsége állandó, a kisebb csiszolóanyagoknál kevesebb a hiba és nagyobb a szilárdsága, így a finomabb csiszolóanyagok nehezebben törhetők el.

Füge.2. A Weibull jellegzetes feszültségs₀és a Weibull-modulusma ZA különböző szemcsésségéhez.

Kidolgozták az ideális karbantartási folyamat csiszolóanyag átfogó kopási modelljét [9], amint azt a 3. ábra szemlélteti. Ideális körülmények között a csiszolóanyag nagy kihasználtsággal rendelkezik, és a GS jó csiszolási teljesítményt mutat [3]. Az adott köszörülési terhelés és kötőanyag-szilárdság mellett a fő kopásmechanizmusok az F16 kopásos kopásáról és mikroszerkezetéről az F30-nál koptató kopásúra és kihúzásra változtak, a csiszolószilárdság különbségére [10,11]. A kopás által kiváltott GS degradáció és a csiszolóanyag kihúzása okozta önélezés egyensúlyi állapotot tudott elérni, ezzel jelentősen javítva a köszörülési kapacitást [9]. A GS további fejlesztése érdekében a csiszolóanyagok zúzószilárdságát, kötőanyag szilárdságát és csiszolási terhelését, valamint a csiszolóanyagok kopási mechanizmusának alakulását be kell állítani és ellenőrizni kell, hogy elősegítsék a csiszolóanyagok felhasználási arányát.

Füge.3.A csiszolóanyag ideális karbantartási folyamata

Bár a GS csiszolási teljesítményét számos tényező befolyásolja, mint például a koptató zúzószilárdság, a kötőanyag szilárdsága, az őrlési terhelés, a csiszolóvágási viselkedés, az őrlési körülmények stb., a csiszolóanyagok keverékszemcsésségének szabályozási mechanizmusainak vizsgálata nagy referenciaként szolgálhat a GS tervezésében és gyártásában.

Hivatkozások 

• I. Marinescu, M. Hitchiner, E. Uhlmanner, Rowe, I. Inasaki, Handbook of machining with grinding wheel, Boca Raton: Taylor & Francis Group Crc Press (2007) 6-193.
• F. Yao, T. Wang, JX Ren, W. Xiao, A maradványfeszültség és az érintett réteg összehasonlító vizsgálata Aermet100 acélcsiszolásban alumínium-oxiddal és cBN-korongokkal, Int J Adv Manuf Tech 74 (2014) 125-37.
• Megvilágított. Jin, H. Xiao, ZQ Chen, MN Qu, HF Dai, SY Chen, Gyémántkorong topográfiai jellemzése és kopási viselkedése N-BK7 optikai üveg köszörülésének különböző feldolgozási szakaszaiban, Tribol Int 151 (2020) 106453.
• Zhao, GD Xiao, WF Ding, XY Li, HX Huan, Y. Wang, Egy aggregált köbös bór-nitrid szemcse szemcsetartalmának hatása az anyageltávolító mechanizmusra a Ti-6Al-4V ötvözet őrlésekor, Ceram Int 46(11) (2020) 17666-74.
• F. Ding, JH Xu, ZZ Chen, Q. Miao, CY Yang, Forrasztott polikristályos CBN szemcsék felületi jellemzői és törési viselkedése Cu-Sn-Ti ötvözet használatával, Mat Sci Eng A-Struct 559 (2013) 629-34.
• Shi, LY Chen, HS Xin, TB Yu, ZL Sun, Vizsgálat a nagy hővezetőképességű üvegezett kötésű CBN csiszolókorong csiszolási tulajdonságairól titánötvözethez, Mat Sci Eng A-Struct 107 (2020) 1-12.
• Nakata, AFL Hyde, M. Hyodo, H. Murata, A valószínűségi megközelítés a homokrészecskék zúzásához triaxiális tesztben, Geotechnique49(5) (1999) 567-83.
• Nakata, Y. Kato, M. Hyodo, AFL Hyde, H. Murata, Egydimenziós kompressziós viselkedés az egyenletes minőségű homok egy részecske zúzószilárdságára vonatkoztatva, Soils Found 41(2) (2001) 39-51.
• L. Zhang, CB Liu, JF Peng stb. A nagysebességű vasúti köszörülési kő csiszolási teljesítményének javítása cirkónium-korund kevert szemcsésségével. Tribol Int, 2022, 175: 107873.
• L. Zhang, PF Zhang, J. Zhang, XQ Fan, MH Zhu, A csiszolószemcseméret hatásának vizsgálata a síncsiszolási viselkedésre, J Manuf Process53 (2020) 388-95.
• L. Zhang, CB Liu, YJ Yuan, PF Zhang, XQ Fan, A csiszolókopás hatásának vizsgálata a síncsiszolókövek csiszolási teljesítményére, J Manuf Process 64 (2021) 493-507.